王永金
(貴州省交通科學(xué)研究院股份有限公司,貴州 貴陽(yáng) 550008)
高彈瀝青混合料疲勞性能試驗(yàn)研究
王永金
(貴州省交通科學(xué)研究院股份有限公司,貴州 貴陽(yáng) 550008)
高彈瀝青混合料在公路工程中有著廣泛應(yīng)用,其疲勞性會(huì)對(duì)性能及使用效果造成影響?;诖?,先對(duì)高彈瀝青疲勞性能進(jìn)行了分析,然后在此基礎(chǔ)上,通過(guò)試驗(yàn)的方式,對(duì)其疲勞性能進(jìn)行深入研究,希望文中內(nèi)容對(duì)相關(guān)工作人員的工作能夠有所幫助。
高彈瀝青;疲勞性試驗(yàn);混合料
1.1 瀝青混合料配比
在具體實(shí)驗(yàn)分析過(guò)程中,所用的瀝青材料為高彈瀝青,AH-70#基質(zhì)瀝青,SBS改性理性,混合料馬歇爾實(shí)驗(yàn)瀝結(jié)果的具體情況如表1所示。在具體試驗(yàn)過(guò)程總,依據(jù)馬歇爾實(shí)驗(yàn)方法,確定應(yīng)力吸收層最佳石油比為9%,由于應(yīng)力吸收層石油含量較高,因此,試驗(yàn)過(guò)程中,采用的為旋轉(zhuǎn)壓實(shí)成型試件。
表1 應(yīng)力吸收層目標(biāo)配合比級(jí)配旋轉(zhuǎn)壓實(shí)試驗(yàn)結(jié)果
1.2 四點(diǎn)彎疲勞試驗(yàn)分析
(1)試驗(yàn)設(shè)計(jì)
在具體試驗(yàn)過(guò)程中,采用的集料都應(yīng)當(dāng)經(jīng)過(guò)水洗篩分,利用100~110 ℃的溫度,對(duì)材料進(jìn)行烘干,直到材料的重量不發(fā)生變化為止,逐級(jí)完成對(duì)材料色篩分,并且嚴(yán)格級(jí)配完成相應(yīng)的配料。并且,成型試件過(guò)程中,要對(duì)輪碾板的高度進(jìn)行控制,通過(guò)該方式,通過(guò)控制論碾板體積和料重,完成對(duì)毛體積相對(duì)密度的計(jì)算,最終得到孔隙率,該方式的最終控制結(jié)果相對(duì)來(lái)說(shuō)比較準(zhǔn)確。在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中,采用的方式為應(yīng)變控制,高彈瀝青采用的應(yīng)變水平大小為2 000 με,試驗(yàn)的溫度大小為15 ℃,采用的正弦波的頻率大小為10 Hz。
(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果
3中不同類型的瀝青混合料試件的最終實(shí)驗(yàn)結(jié)果情況如表2所示。
表2 不同類型瀝青疲勞試驗(yàn)
表2中,沒(méi)有分析高彈瀝青采用600、800、1 000 με進(jìn)行分析的原因是,在該應(yīng)力水平下,高彈瀝青的壽命過(guò)大,對(duì)比分析沒(méi)有實(shí)際意義。
通過(guò)表2中數(shù)據(jù)不難看出,即使在2 000 με應(yīng)變水平下,高彈瀝青的疲勞壽命仍然比200 με應(yīng)變水平下的疲勞壽命的約2倍,達(dá)到了600 με應(yīng)力水平的幾十倍。是SHS改性瀝青在600με應(yīng)力水平下的約3倍。由此可以斷定,高彈改性瀝青在小應(yīng)變水平下,疲勞壽命要遠(yuǎn)由于SBS改性力求能夠和基質(zhì)瀝青,這也就表明了,在同應(yīng)變水平下,高彈瀝青的要優(yōu)于SBS改性瀝青和基質(zhì)瀝青。
1.3 沖擊韌性疲勞試驗(yàn)
(1)試驗(yàn)設(shè)計(jì)
大量的研究結(jié)果表明,沖擊韌性與疲勞壽命之間有著一定的相關(guān)性,也就是說(shuō),在具體問(wèn)題分析過(guò)程中,可以通過(guò)沖擊韌性,反應(yīng)混合料在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中的疲勞壽命。通過(guò)輪輾成型法制作瀝青混合料,瀝青混合料的尺寸為0.3 m×0.3 m×0.05 m,完成制作后,在將其切割程小梁,尺寸大小為0.25 m×0.25 m×0.035 m,將制作好的瀝青混凝土棱柱體,放到指定的溫度的恒溫水槽中,養(yǎng)護(hù)120~240 min。完成以上操作后,對(duì)壓力機(jī)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整,加載速率設(shè)置在500 mm/min,從水中將小梁取出,然后利用試件進(jìn)行三點(diǎn)彎曲試驗(yàn),直到試件斷裂后,結(jié)束試驗(yàn)。在整個(gè)過(guò)程中,需要特別注意,試驗(yàn)過(guò)程必須在短時(shí)間內(nèi)完成,將試件從溫室中取出,到試驗(yàn)結(jié)束時(shí)間不得超過(guò)60 s,盡量避免從水中將小梁取出后,溫度發(fā)生改變,從而對(duì)試驗(yàn)結(jié)果造成不良影響。在試驗(yàn)過(guò)程中,要測(cè)量多組數(shù)據(jù),將由于試驗(yàn)操作而導(dǎo)致結(jié)果無(wú)效的數(shù)據(jù)剔除,然后進(jìn)行平均值計(jì)算。
(2)試驗(yàn)結(jié)果
沖擊韌性試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。
表3 沖擊韌性試驗(yàn)結(jié)果
從表3中的數(shù)據(jù)可以看出,高彈瀝青混合料的沖擊韌性與SBS改性瀝青和70#基質(zhì)瀝青相比要高出很多。這一試驗(yàn)結(jié)果也說(shuō)明了高彈改性瀝青的抗疲勞性更加優(yōu)秀。
通過(guò)試驗(yàn)的方式對(duì)三種瀝青的四點(diǎn)彎疲勞和沖擊韌性疲勞進(jìn)行分析,通過(guò)試驗(yàn)結(jié)果可以判斷,高彈改性瀝青與SBS改性瀝青和70#基質(zhì)瀝青相比,在抗疲勞性上表現(xiàn)出的性能更加優(yōu)異。但是,需要相關(guān)工作人員注意的是,該分析具有局限性,對(duì)于更加廣泛的瀝青級(jí)級(jí)配類型和品種,需要通過(guò)試驗(yàn)進(jìn)行進(jìn)一步驗(yàn)證。
高彈瀝青在現(xiàn)代公路工程建設(shè)施工中有著廣泛應(yīng)用,在對(duì)其進(jìn)行應(yīng)用過(guò)程中,要對(duì)其各項(xiàng)性能進(jìn)行充分考慮分析,疲勞性就是其中最為重要的一項(xiàng)性能,要通過(guò)試驗(yàn)的方式,對(duì)其疲勞性進(jìn)行分析,從而使其能夠更好的被人們所用。
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U416
C
1008-3383(2017)09-0094-01
2017-08-01
王永金(1985-),男,貴州遵義人,本科,研究方向:公路工程及建筑材料研究與檢測(cè)工作。